analiza anionów (2)


Wykrywanie wybranych anionów
Podział anionów na grupy analityczne
Aniony w chemii analitycznej dzieli się najczęściej, zgodnie z podziałem Bunsena, na siedem
grap. Podział ten wynika z zachowania się anionów w reakcjach z roztworami AgNO3 i BaCl2
oraz na roztwarzaniu się wytrąconych osadów w kwasie azotowym(V). W tabeli jest
przedstawiony podział anionów na grupy analityczne.
Grupa Aniony Odczynnik AgNO3 Roztwarzanie w Odczynnik Roztwarzanie w
HNO3 BaCl2 HNO3
I Cl-, Br-, I-, CN-, białe lub żółte osady nie roztwarzające nie dają 
SCN- siÄ™ osadu
II S2-, CH3COO-, czarne lub białe roztwarzające się nie dają 
NO2- osady osadu
III SO32-, CO32-, białe osady roztwarzające się białe osady roztwarzające się
C2O42-, HPO32-
IV S2O32-, CrO42-, barwne osady roztwarzające się białe lub roztwarzające się
PO43-, AsO42- żółte osady
V NO3-, ClO3-, ClO4-, nie dajÄ… osadu  nie dajÄ… 
MnO4 osadu
VI F-, SO42- nie dają osadu  białe osady nie
roztwarzajÄ…ce siÄ™
VII SiO32- jasnożółty osad roztwarzający się biały osad roztwarzający się
Badania wstępne
Systematyczną analizę anionów poprzedzają zwykle badania wstępne; należą do nich:
" działanie rozcieńczonym i stężonym kwasem siarkowym(VI),
" badanie właściwości utleniająco-redukujących.
Działanie H2SO4 pozwala wykryć (należy zawsze potwierdzić wynik próby innymi
reakcjami) następujące jony: CO22-, SO22-, S2O32-, S2-, CN-, NO2- , ClO-, CH3COO-. W tabeli
są podane efekty działania kwasem siarkowym(VI) na próbki soli.
Anion Rozcieńczony H2SO4 Stężony H2SO4
równanie reakcji efekt działania równanie reakcji efekt działania
Cl-  brak biały osad (dymy)
Cl- + H+ HClÄ™!
w obecności NH3
HCl + NH3 NH4Cl
Br-  brak gazowy HBr o
Br- + H+ HBr
charakterystycznym
2Br- + SO42- + 4H+
zapachu, w roztworze
Br2 + SO2Ä™! + 2H2O
czerwonobrunatne
zabarwienie
S2- gaz o silnym, ostry zapach, mętnienie
S2- + 2H+ H2SÄ™! S2- + 2H2SO4 S“! +
nieprzyjemnym
SO2Ä™! +2H2O + SO42- roztworu
zapachu
rozkładającego się
białka
S2O32- ostry zapach, jak z rozcieńczonym jak z rozcieńczonym
S2O32- + 2H+ SO2Ä™!
mętnienie roztworu kwasem kwasem
+ S“! + H2O
CH3COO- charakterystyczny jak z rozcieńczonym jak z rozcieńczonym
CH3COO- + H+
zapach octu kwasem kwasem
CH3COOH
NO3-  brak brunatny gaz,
4 NaNO3+ 2H2SO4
żółknięcie roztworu
2Na2SO4 + 2H2O +
4NO2Ä™! + O2Ä™!
CO32- bezbarwny gaz, jak z rozcieńczonym jak z rozcieńczonym
CO32- + 2H+ CO2Ä™!
powodujÄ…cy kwasem kwasem
+ H2O
zmętnienie wody
wapiennej
Badanie właściwości utleniająco-redukujących przeprowadza się z użyciem odczynników
powodujących utlenienie bądz redukcję anionu. Do takich odczynników należą:
" KI w środowisku kwasowym (reduktor), na przykład:
2I- + 2 NO2- + 4H + I2 + 2NO + 2H2O;
" I2 w KI (utleniacz), na przykład:
S2- + I2 S + 2I-;
" KMnO4 (utleniacz), na przykład:
10 Cl- + 2 MnO4- + 16H+ 5 Cl2+ 2 Mn2+ + 8 H2O
Wykrywanie wybranych anionów
REAKCJE ANIONU CHLORKOWEGO
Anion chlorkowy występuje w kwasie solnym, chlorkach obojętnych i zasadowych (bizmutu,
antymonu, cyny). Większość chlorków obojętnych jest rozpuszczalna w wodzie (poza
chlorkami I grupy kationów), chlorki zasadowe są słabo rozpuszczalne w wodzie. Tabela
podaje reakcje pozwalające zidentyfikować anion chlorkowy.
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność osadu
biały osad,
Ag+ + Cl- AgCl“!
1 azotan(V)
srebra
patrz poprzednia tabela biały osad (dymy)
2 stężony kwas
siarkowy,
stężony NH3
gazowy chlor o
2Cl- + MnO2 + 4H+
3 KMnO4 lub
charakterystycznym
Cl2 + Mn2+ + 2H2O
MnO2, H2SO4,
zapachu, barwiÄ…cy
papierek
papierek
jodoskrobiowy
jodoskrobiowy na
niebiesko:
Cl2 + 2I- I2 +
2Cl-
REAKCJE JONU BROMKOWEGO
Anion bramkowy występuje w kwasie bromowodorowym i bromkach. Bromki są przeważnie
rozpuszczalne w wodzie, z wyjątkiem soli kationów I grupy analitycznej i Cu(I). Związki
bromu wykazują duże podobieństwo do związków chloru, są tylko od nich silniejszymi
reduktorami  Å‚atwiej siÄ™ utleniajÄ…. Reakcje charakterystyczne jonu bromkowego sÄ… podane
w tabeli.
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność osadu
żółtawy osad, jak AgCl
Ag+ + Br- AgBr“!
1 azotan(V)
srebra
patrz poprzednia tabela biały osad (dymy)
2 stężony kwas
siarkowy,
stężony NH3
10 Br- + 2MnO4- + 16H+ zanik fioletowej
3 KMnO4,
barwy, czerwony
5Br2 + 2Mn2+ + 8H2O
H2SO4,
roztwór o
charakterystycznym
zapachu
żółte do
2Br- + Cl2 Br2 + 2Cl-
4 woda chlorowa
czerwonobrunatnego
Cl2aq,
zabarwienie
chloroform
warstwy
chloroformowej
REAKCJE JONU SIARCZKOWEGO
Jony siarczkowe występują w niewielkiej ilości w roztworze kwasu siarkowodorowego
i w siarczkach. Siarczki należą do związków trudno rozpuszczalnych, poza solami litowców
i berylowców. Te ostatnie są silnie zhydrolizowane w roztworach wodnych wskutek reakcji:
S2- + H2O HS- + OH-
Anion siarczkowy ma silne właściwości redukujące, utlenia się dość łatwo do wolnej siarki.
Reakcje charakterystyczne jonu siarczkowego sÄ… podane w tabeli.
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność osadu
czarny osad, w gorącym rozcieńczonym
2Ag+ + S2- Ag2S“!
1 azotan(V) srebra
HNO3
3Ag2S + 2NO3- +8H+ 6Ag
+ 3S“! + 2NO +4H2O
gaz o
S2- + 2H+ H2SÄ™!
2 H+ (kwasy
charakterystycznym
rozcieńczone
zapachu
nieutleniajÄ…ce)
odbarwienie
5S2- + MnO4- + 16H+
3 KMnO4, H2SO4,
i zmętnienie
5S“! + 2Mn2+ + 8H2O
roztworu
czerwonofioletowe
S2- + [Fe(CN)5NO]2-
4 Na2[Fe(CN)5NO]
zabarwienie
[Fe(CN)5NOS]4-
nitroprusydek
sodu
REAKCJE JONU OCTANOWEGO
Jon octanowy występuje w niewielkim stężeniu w kwasie octowym i w octanach. Kwas
octowy jest słabym kwasem organicznym, o charakterystycznym zapachu, w niewielkim
stopniu zdysocjowanym. Jego sole  octany sÄ… dobrze rozpuszczalne w wodzie, z wyjÄ…tkiem
octanu srebra i rtęci(I). W wodzie ulegają hydrolizie zgodnie z równaniem reakcji:
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
W tabeli sÄ… podane reakcje charakterystyczne jonu octanowego.
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność osadu
biały osad ze w gorącej wodzie
2Ag+ + CH3COO-
1 azotan(V)
stężonych
CH3COOAg“!
srebra
roztworów,
ogrzany roztwór
CH3COO- + H+
2 H2SO4
wydziela
CH3COOH
charakterystyczny
zapach octu
czerwonobrunatne
Fe3+ + 3CH3COO-
3 chlorek żelaza
zabarwienie, po
(CH3COO)3Fe;
(III)
rozcieńczeniu i
(CH3COO)3Fe + 2H2O
zagotowaniu
Fe(OH)2CH3COO +
przechodzÄ…ce w
2CH3COOH
brunatny osad
przyjemny
S2- + [Fe(CN)5NO]2-
4 etanol
owocowy zapach
[Fe(CN)5NOS]4-
w obecności
po ogrzaniu
H2SO4
REAKCJE JONU WGLANOWEGO
Anion węglanowy występuje w niewielkim stężeniu w rozcieńczonych roztworach kwasu
węglowego oraz w rozpuszczalnych w wodzie węglanach. Kwas węglowy jest bardzo
nietrwały, rozkłada się z wydzieleniem CO2. Węglany są trudno rozpuszczalne w wodzie,
poza węglanami litowców i amonu. W roztworach wodnych wykazują odczyn zasadowy
wskutek hydrolizy zachodzącej zgodnie z równaniami reakcji:
CO32- + H2O HCO3- + OH-
HCO3- + H2O H2CO3 + OH-
Węglany dobrze się rozpuszczają w kwasach. W tabeli są podane reakcje charakterystyczne
jonu CO32-.
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność osadu
biały osad, ze w rozcieńczonym HNO3,
2Ag+ + CO32-
1 azotan(V)
stężonych NH3aq, CH3COOH
Ag2CO3“!
srebra
roztworów żółty,
po ogrzaniu
czerniejÄ…cy
AgCO3 Ag2O +
CO2Ä™!
gaz powodujÄ…cy
CO32- + 2H+ H2CO3
2 kwasy
mętnienie wody
CO2Ä™! + H2O
wapiennej lub
barytowej
CO2 + Ca(OH)2
CaCO3“! + H2O
biały osad w rozcieńczonych kwasach
Ba2+ + CO32- BaCO3“!
3 chlorek baru
REAKCJE JONU TIOSIARCZANOWEGO(VI)
Anion tiosiarczanowy występuje jako jon w roztworach soli. Kwas tiosiarczanowy nie jest
znany w stanie wolnym, rozkłada się natychmiast na siarkę i ditlenek siarki(IV). Sole
tiosiarczanowe(VI) są trwałe i mają właściwości redukujące. Właściwości te wynikają z
obecności w jonie S2O32- siarki na -II stopniu utlenienia. Jon S2O32- utlenia się do jonu SO42-
(pod działaniem silnych utleniaczy) i do jonu S4O62- (w wyniku działania słabszych
utleniaczy). Większość tiosiarczanów jest dobrze rozpuszczalna w wodzie, z wyjątkiem: soli
baru, miedzi(II), ołowiu(II), srebra(I). Reakcje charakterystyczne jonu tiosiarczanowego( VI)
sÄ… podane w tabeli.
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność osadu
biały osad, w nadmiarze S2O32-
2Ag+ + S2O32-
1 azotan(V)
żółknący i
Ag2S2O3“!
srebra
stopniowo
czerniejÄ…cy
Ag2S2O3 + H2O
Ag2O + H2SO4
wydzielanie gazu
S2O32- + 2H+ H2S2O3
2 kwasy
powodujÄ…cego
SO2Ä™! + H2O + S“!
mętnienie wody
wapiennej lub
barytowej
SO2 + Ca(OH)2
CaSO4“! +H2O
biały osad w gorącej wodzie i
Ba2+ + S2O32- BaS2O3“!
3 chlorek baru
rozcieńczonych kwasach
nietrwałe fioletowe
Fe3+ + 2S2O32-
4 jony żelaza (III)
zabarwienie
Fe(S2O3)2- + Fe3+ 2Fe2+
+ S4O62-
REAKCJE JONU FOSFORANOWEGO(V)
Anion fosforanowy(V) wchodzi w skład kwasu ortofosforowego(V) oraz ortofosforanów(V).
Kwas fosforowy(V) jest kwasem średniej mocy, dysocjującym trójstopniowo. Najwyższą
wartość ma stała pierwszego stopnia dysocjacji, dlatego w roztworze tego kwasu przeważają
jony H2PO4-. Fosforany(V) są trudno rozpuszczalne w wodzie, z wyjątkiem soli litowców
i wodorofosforanów berylowców, które ulegają hydrolizie. Odczyn wodny roztworów soli
jest różny i zależy od rodzaju jonu fosforanowego. Jednometaliczne fosforany(V) litowców
wykazują odczyn słabo kwasowy, dwumetaliczne  słabo zasadowy, a trójmetaliczne 
mocno zasadowy. Reakcje charakterystyczne jonu fosforanowego(V) sÄ… podane w tabeli.
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność
osadu
żółty osad w rozc. HNO3, NH3aq,
3Ag+ + PO43- Ag3PO4“!
1 azotan(V) srebra
CH3COOH
biały osad w rozcieńczonych kwasach
HPO42- + Ba2+
2 chlorek baru
BaHPO4“!
Na2HPO4 + 12(NH4)2MoO4
jasnożółty osad w nadmiarze PO43-, NH3aq,
3 molibdenian(VI)
+ 23HNO3 21NH4NO3 +
OH-
amonu, HNO3
2NaNO3 + 12H2O +
(NH4)3PMo3O10)4“!
biały osad w kwasach
PO43- + Mg2+ + NH4+
4 mieszanina
MgNH4PO4“!
magnezowa:
MgCl2 + NH3aq
+ NH4Cl
REAKCJE JONU AZOTANOWEGO(V)
Anion azotanowy występuje w mocnym, trwałym kwasie azotowym(V) i w azotanach(V). Jon
azotanowy(V) jest utleniaczem. Azotany(V) sÄ… dobrze rozpuszczalne w wodzie, z wyjÄ…tkiem
niektórych hydroksosoli (hydroksosoli bizmutu i antymonu). Reakcje charakterystyczne jonu
azotanowego(V) sÄ… podane w tabeli.
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność osadu
brunatny gaz,
4NO3- + 2H2SO4
1 stęż. kwas
żółknięcie
2SO42- +2H2O + 4NO2Ä™! +
siarkowy(VI)
roztworu
O2Ä™!
brunatna obrÄ…czka
3Fe2+ + NO3- + 4H+
2 siarczan(VI)
3Fe3+ + NO + 2H2O
żelaza(II), stęż.
kwas siarkowy Fe2+ + NO "! Fe(NO)2+
3NO3- + 8Al + 18H2O + gaz o charaktery-
3 Cu, Zn, Al (stop
stycznym zapachu,
5OH- 3NH3Ä™! +
Dewara), NaOH
barwiÄ…cy papierek
8Al(OH)4-
uniwersalny na
niebiesko
żółknięcie, a
Mg + NO3- + 2H+
4 magnez
następnie
Mg2+ + NO2- + H2O
metaliczny w
brÄ…zowienie
2NO2- + 2I- + 4H+ I2 +
środowisku
roztworu po
kwasowym 2NOÄ™! + 2H2O
dodaniu KI
REAKCJE JONU MANGANOWEGO(VII)
Anion manganowy(VII) jest jonem kwasu manganowego(VII), który nie występuje w stanie
wolnym i soli  manganianów(VII). Sole są dobrze rozpuszczalne w wodzie i barwią roztwór
na kolor fioletowy, dlatego sÄ… Å‚atwe do identyfikacji. Reakcje jonu manganowego(VII) sÄ…
podane w tabeli.
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność osadu
2MnO4- + 16H+ + 10Cl- odbarwianie
1 stęż. kwas solny
roztworu, gaz o
2Mn2+ + 8H2O +
charakterystycznym
5Cl2Ä™!
zapachu
zmiana barwy na
4MnO4- + 4OH-
2 wodorotlenek
zielonÄ…, po
4MnO4- + 2H2O + O2Ä™!
potasu
rozcieńczeniu i
3MnO42- + 2H2O
zakwaszeniu
2MnO4- + MnO2 + 4OH-
powraca barwa
fioletowa
2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ gaz podtrzymujÄ…cy
3 woda utleniona
palenie,
2Mn2+ + 8H2O + 5O2Ä™!
w środowisku
odbarwienie
H2SO4
roztworu
odbarwienie
2MnO4- + 5H2S + 6H+
4 reduktory, H+
roztworu
2Mn2+ + 5S“! + 8H2O
REAKCJE JONU SIARCZANOWEGO(VI)
Anion siarczanowy(VI) jest jonem bardzo mocnego, trwałego, kwasu siarkowego(VI) i jego
soli  siarczanów(VI). Kwas dysocjuje dwustopniowo, dlatego w jego roztworze znajdują się
jony: SO42- i HSO4-. Stężony kwas jest silnym utleniaczem, rozcieńczony nie posiada tej
właściwości. Większość siarczanów(VI) i wodorosiarczanów(VI) jest dobrze rozpuszczalna
w wodzie. Do trudno rozpuszczalnych należą: siarczany(VI) czwartej grupy analitycznej,
siarczan(VI) ołowiu(II) i siarczan(VI) rtęci(I). W tabeli są podane reakcje charakterystyczne
jonu siarczanowego(VI).
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt Rozpuszczalność osadu
działania
ze stężonych po rozcieńczeniu, w H2O
2Ag+ + SO42-
1 azotan(V) srebra
roztworów biały
Ag2SO4“!
osad
biały osad w niewielkim stopniu w
2 chlorek baru
Ba2+ + SO42-
stężonych kwasach
BaSO4“!
jak wyżej, w sieci fioletowy osad, jak wyżej
3 chlorek baru w
krystalicznej BaSO4 nie odbarwia siÄ™
mieszaninie z
wbudowany jest pod wpływem
manganianem(VII)
izomorficznyKMnO4 reduktorów
potasu i kwasem
szczawiowym
biały osad w octanie amonu, stężonym
Pb2+ + SO42- PbSO4“!
4 jony ołowiu(II)
H2SO4, stężonych zasadach
REAKCJE JONU KRZEMIANOWEGO
Anion krzemianowy jest jonem bardzo słabego kwasu metakrzemowego i jego soli 
metakrzemia7nów. Kwas metakrzemowy występuje w postaci koloidalnej i po zakwaszeniu
wydziela się z roztworu w postaci osadu o różnym składzie, zależnym od warunków
strÄ…cania, jest zapisywany w postaci nSiO2 Å" mH2O. Nie wyodrÄ™bniono czystych kwasów
krzemowych. Krzemiany są trudno rozpuszczalne, jedynie metakrzemiany litowców
rozpuszczajÄ… siÄ™ w wodzie ulegajÄ…c hydrolizie. Roztwory takie majÄ… charakter silnie
zasadowy i są nazywane szkłem wodnym. Reakcje pozwalające zidentyfikować jon
krzemianowy sÄ… zebrane w tabeli.
Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność osadu
1 azotan(V) jasnożółty osad w kwasach i NH3aq
2Ag+ + SiO32-
srebra
AgSiO3“!
2 chlorek baru biały osad w HNO3
Ba2+ + SiO32-
BaSiO3“!
galaretowaty
3 rozcieńczone
SiO32- + 2H+
osad, prażony ze
kwasy i sole
H2SiO3“!
stężonym HCl
amonowe
SiO32- + 2H2O
przechodzi w żel
H2SiO3“! + 2OH-
4 molibdenian żółte
MoO42- + 2H+
amony, HNO3 zabarwienie
H2MoO4
3H2MoO4
H2Mo3O10 + 2H2O
4H2Mo3O10 + SiO32-
+ 2H+
H4[Si(Mo3O10)4] +
3H2O
Odczynniki organiczne stosowane w analizie anionów
Lp. Nazwa Anion Efekt działania
1 aminy aromatyczne NO2- czerwony osad, barwnik diazowy
2 antypiryna NO2- zielone zabarwienie
3 difenyloamina NO3-, NO2-, CrO42-, MnO4-, niebieskie zabarwienie
ClO3-
4 rodizonian baru SO42- odbarwienie czerwonego osadu


Wyszukiwarka